تُعدّ مستشعرات درجة الحرارة مكونات أساسية في أنظمة المضخات الحرارية. فهي بمثابة "أجهزة استشعار" للنظام، مسؤولة عن مراقبة درجات الحرارة باستمرار في المواقع الرئيسية. تُرسَل هذه المعلومات إلى لوحة التحكم (العقل المُدبّر)، مما يُمكّن النظام من اتخاذ قرارات وتعديلات دقيقة. وهذا يضمن تشغيلًا فعالًا وآمنًا ومريحًا.
وفيما يلي الوظائف الأساسية لأجهزة استشعار درجة الحرارة في المضخات الحرارية:
1. مراقبة درجات حرارة المبخر والمكثف:
- المبخر (الملف الداخلي في وضع التدفئة):يراقب درجة الحرارة أثناء امتصاص المبرد للحرارة من الهواء الداخلي. هذا يساعد على:
- منع تراكم الصقيع:عندما تنخفض درجة حرارة المبخر بشكل كبير (قريبًا من درجة التجمد أو أقل)، قد تتجمد الرطوبة في الهواء على الملف (الصقيع)، مما يعيق بشدة كفاءة نقل الحرارة. تُفعّل أجهزة الاستشعار التي تكتشف درجات الحرارة المنخفضةدورة إزالة الجليد.
- تحسين الكفاءة:يضمن بقاء درجة حرارة المبخر ضمن النطاق الأمثل لتحقيق أقصى قدر من كفاءة امتصاص الحرارة من المصدر (الهواء، الماء، الأرض).
- تقييم حالة المبرد:يساعد في تحديد شحنة المبرد المناسبة والتبخر الكامل، غالبًا بالاشتراك مع أجهزة استشعار الضغط.
- المكثف (الملف الخارجي في وضع التدفئة):يراقب درجة الحرارة أثناء إطلاق المبرد للحرارة في الهواء الخارجي. هذا يساعد على:
- منع ارتفاع درجة الحرارة:يضمن بقاء درجة حرارة التكثيف ضمن الحدود الآمنة. درجات حرارة التكثيف المرتفعة جدًا تُقلل من الكفاءة وقد تُتلف الضاغط.
- تحسين رفض الحرارة:يتحكم في سرعة مروحة المكثف لتحقيق التوازن بين كفاءة الطاقة وقدرة رفض الحرارة.
- تقييم حالة المبرد:ويساعد أيضًا في تقييم أداء النظام ومستويات شحن المبرد.
2. مراقبة درجات الحرارة المحيطة الداخلية والخارجية:
- مستشعر درجة الحرارة الداخلية:جوهر تحقيقالتحكم في الراحة.
- التحكم في نقطة الضبط:يقيس درجة الحرارة الداخلية الفعلية مباشرةً ويقارنها بدرجة الحرارة المستهدفة للمستخدم. تستخدم لوحة التحكم هذه البيانات لتحديد وقت تشغيل مضخة الحرارة أو إيقافها أو تعديل قدرتها (في طرازات العاكس).
- منع ارتفاع درجة الحرارة/ارتفاع درجة الحرارة:يعمل كآلية أمان لمنع الانحرافات غير الطبيعية عن درجة الحرارة المحددة.
- مستشعر درجة الحرارة المحيطة الخارجية:يقوم بمراقبة درجة حرارة الهواء الخارجي، وهو أمر بالغ الأهمية لتشغيل النظام.
- تبديل الوضع:في الطقس البارد للغاية، عندما تنخفض قدرة التسخين لمضخة الحرارة الهوائية بشكل كبير، قد تؤدي درجات الحرارة المنخفضة المكتشفة إلى تنشيطسخانات كهربائية مساعدةأو تغيير استراتيجية التشغيل في بعض الأنظمة.
- مُشغل/إنهاء إزالة الجليد:تعتبر درجة الحرارة الخارجية عاملاً رئيسيًا (غالبًا ما يتم دمجها مع درجة حرارة المبخر) في تحديد تكرار إزالة الجليد ومدتها.
- تحسين الأداء:يمكن للنظام ضبط معلمات التشغيل (على سبيل المثال، سرعة الضاغط، وسرعة المروحة) استنادًا إلى درجة الحرارة الخارجية لتحسين الكفاءة.
3. حماية الضاغط ومراقبته:
- مستشعر درجة حرارة تفريغ الضاغط:يراقب مباشرةً درجة حرارة غاز التبريد عالي الضغط وعالي الحرارة الخارج من الضاغط. هذاإجراء أمان حاسم:
- منع أضرار ارتفاع درجة الحرارة:قد تُلحق درجات حرارة التفريغ المرتفعة جدًا ضررًا بالغًا بتزييت الضاغط والمكونات الميكانيكية. يُصدر المستشعر أمرًا بإيقاف الضاغط فورًا في حال اكتشاف حالة ارتفاع في درجة الحرارة.
- تشخيص النظام:تُعد درجة حرارة التفريغ غير الطبيعية مؤشرًا رئيسيًا لتشخيص مشاكل النظام (على سبيل المثال، انخفاض شحنة المبرد، الانسداد، التحميل الزائد).
- مستشعر درجة حرارة غلاف الضاغط:يقوم بمراقبة درجة حرارة غلاف الضاغط، مما يوفر طبقة إضافية من الحماية من الحرارة الزائدة.
4. مراقبة درجات حرارة خطوط التبريد:
- مستشعر درجة حرارة خط الشفط (غاز العودة):مراقبة درجة حرارة غاز التبريد الداخل إلى الضاغط.
- منع تراكم السوائل:انخفاض درجات حرارة الشفط بشكل مفرط (يشير إلى احتمال عودة سائل التبريد إلى الضاغط) قد يؤدي إلى تلفه. قد يُفعّل المستشعر إجراءات وقائية.
- كفاءة النظام والتشخيص:تُعد درجة حرارة خط الشفط أحد المعايير الأساسية لتقييم تشغيل النظام (على سبيل المثال، التحكم في الحرارة الزائدة، وتسربات المبرد، والشحن غير السليم).
- مستشعر درجة حرارة خط السائل:يتم استخدامه في بعض الأحيان لمراقبة درجة حرارة سائل التبريد الخارج من المكثف، مما يساعد في تقييم التبريد الفرعي أو أداء النظام.
5. التحكم في دورة إزالة الجليد:
- كما ذكرنا،مستشعر درجة حرارة المبخرومستشعر درجة الحرارة المحيطة الخارجيةهي المدخلات الرئيسية لبدء دورة إزالة الجليد وإنهائها. يستخدم جهاز التحكم منطقًا مُعدًّا مسبقًا (مثل: الوقت، درجة الحرارة-الوقت، فرق درجة الحرارة) لتحديد وقت الحاجة لإزالة الجليد (عادةً عندما تكون درجة حرارة المبخر منخفضة جدًا لفترة طويلة) ووقت اكتمالها (عندما ترتفع درجة حرارة المبخر أو المكثف إلى قيمة مُحدّدة).
6. التحكم في المعدات المساعدة:
- التحكم في السخان المساعد:عندمامستشعر درجة الحرارة الداخليةيكتشف التسخين البطيء أو عدم القدرة على الوصول إلى نقطة الضبط، ومستشعر درجة الحرارة الخارجيةيشير إلى درجات حرارة محيطة منخفضة للغاية، تقوم لوحة التحكم بتنشيط سخانات كهربائية مساعدة (عناصر تسخين) لتكملة الحرارة.
- درجة حرارة خزان المياه (لمضخات الحرارة من الهواء إلى الماء):في المضخات الحرارية المخصصة لتسخين المياه، يكون مستشعر درجة الحرارة داخل خزان المياه هو العنصر الأساسي للتحكم في هدف التسخين.
باختصار، يمكن تصنيف أدوار أجهزة استشعار درجة الحرارة في المضخات الحرارية على النحو التالي:
- التحكم الأساسي:تمكين التحكم الدقيق في درجة حرارة الغرفة وتنظيم الراحة.
- تحسين الكفاءة:ضمان تشغيل النظام بأكبر قدر ممكن من الكفاءة في ظل الظروف المختلفة، مما يؤدي إلى توفير الطاقة.
- حماية السلامة:منع تلف المكونات الحرجة (ارتفاع درجة حرارة الضاغط، وتراكم السوائل، والضغط الزائد/الضغط المنخفض للنظام - والذي غالبًا ما يقترن بأجهزة استشعار الضغط).
- التشغيل الآلي:إدارة دورات إزالة الجليد بذكاء، وتنشيط/إلغاء تنشيط السخان المساعد، وتعديل سرعة المروحة، وما إلى ذلك.
- تشخيص الخطأ:توفير بيانات درجة الحرارة الحرجة للفنيين لتشخيص مشاكل النظام (على سبيل المثال، تسربات المبردات، الانسدادات، فشل المكونات).
بدون هذه المستشعرات الحرارية الموزعة بشكل استراتيجي في نقاط رئيسية في جميع أنحاء النظام، لا يمكن للمضخة الحرارية تحقيق تشغيلها بكفاءة وذكاء وموثوقية وأمان. وهي مكونات أساسية في أنظمة التحكم الحديثة في المضخات الحرارية.
وقت النشر: 2 يوليو 2025